本发明涉及一种通过电弧冷焊法制作钎焊超硬磨料工具的新方法，所制备的超硬磨料工具用于陶瓷、天然石材、光学玻璃、各类金属等材料的磨削加工。
背景技术：
国内外从业的专家学者很早就注意到了传统超硬磨料工具在使用中存在的诸多问题，譬如磨料出露低和容屑空间小，很容易引起表面堵塞；镀层虽厚但磨料仍易脱落，镀层本身亦易被成片剥离。究其原因则都是因为电沉积的镀层金属镍对磨料和基体都只有机械包埋作用，其无法为与之相连接的磨料、基体界面提供足够的结合力。类似的问题在多层烧结超硬磨料工具上也同样存在。正是因为涂层或结合剂材料都无法有效地把持磨料，因而已有的超硬磨料工具无论是单层还是多层都未能充分利用和发挥磨料本身的性能优势和加工威力。
为此，人们开始用钎焊开发新一代超硬磨料工具，此方法借助高温使钎料与基体、磨料实现化学冶金结合，提高基体对磨料的把持力，从而显著提高钎料与基体、磨料之间的结合强度。相应的工艺类型主要有热钎焊与冷钎焊两种。
现有的钎焊工艺，如炉中焊，是对工件进行整体加热，带来的问题是使基体产生热影响，组织变差，力学性能降低，较薄的工件会产生变形，影响最终的成品质量；再如高频感应焊，由于工件中的电流存在集肤效应，在对套料钻、磨头等异形工件的表面进行加工时会有加热不均匀的问题，其应用受到限制。
针对现有钎焊存在的问题，人们又开发了冷焊工艺，如电子束冷焊、激光冷焊和电弧冷焊。冷焊对工件进行定能量局部焊接，基体不产生热影响区，薄工件不发生变形，从而克服了传统钎焊工艺的弊端。但现有的电子束焊、激光焊设备庞大，成本昂贵，需要水冷装置，对环境要求高，其应用受到一定限制。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种通过电弧冷焊法制作钎焊超硬磨料工具的新方法。这种方法简便、环保、廉价、对环境要求低，生产出的超硬磨料工具强度高，寿命长，容屑空间大，应用范围较广。
本发明所采取的技术方案是，一种通过电弧冷焊法制作钎焊超硬磨料工具的新方法，包括下列步骤：
(1)选用45钢基体，清除表面氧化皮，用金相砂纸打磨，最后用丙酮清洗干净；
(2)选用钎料和磨料，钎料为200/300目的晶态Ni基钎料(5～9wt％Cr、2wt％B、3wt％Si、余为Ni)或晶态Cu基钎料(16wt％Sn、6～12wt％Ti、余为Cu)，磨料为50/60目的镀膜金刚石(镀Ti或镀Cr)或60/70目的CBN，将钎料和磨料分别放入丙酮进行超声波清洗；
(3)将基体同冷焊机输出电极正极连接，并用夹具夹紧；
(4)在基体表面铺放钎料，然后将磨料均布在钎料上；
(5)将钨电极磨尖，并设定冷焊机参数，其中，脉冲电流为10～50A，脉冲时间为10～50ms；
(6)打开氩气保护装置，通气量为10L/min；
(7)将钨电极置于工件之上2～5mm，按动焊接开关对各个磨粒逐一点焊；
(8)移动或转动基体至合适位置，重复步骤(4)和步骤(7)，制成超硬磨料工具。
所述在基体表面铺放钎料，具体是先在基体上涂抹胶溶液，再将钎料铺放在基体上，胶溶液的制作方法是将丙烯酸酯与丙酮按1：20体积比搅拌混合。
所述将钨电极磨尖，具体是先将钨电极直径磨至1.6mm，再将其磨尖，磨尖的剖面角度约60°。
本发明通过电弧冷焊法制作钎焊超硬磨料工具的新方法的优点为：
(1)本发明工艺所需设备轻巧，操作简便，绿色环保，不需冷却水，只要有电源和氩气即可施工，并且可用于异形工件的局部钎焊；
(2)利用本发明工艺制备的超硬磨料工具，基体几乎无热影响区，组织良好，力学性能较高；
(3)利用本发明工艺制备的超硬磨料工具，焊后无变形，钎料对基体和磨料的润湿性较好，基体对磨料的把持强度较高；
(4)利用本发明工艺制备的超硬磨料工具，容屑空间大，应用范围较广。
具体实施方式
结合给出的实施例，对本发明加以具体说明：
实施例1：用Ni基钎料钎焊金刚石砂轮。
包括下列步骤：
(1)选用底面直径150mm，高8mm，内孔30mm的45钢作为基体，表面除去氧化皮，用800目金相砂纸打磨其表面，并用丙酮清洗干净；
(2)选用200/300目的晶态Ni基钎料(5wt％Cr、2wt％B、3wt％Si、余为Ni)和50/60目的镀Ti金刚石，将钎料和磨料分别放入丙酮进行超声波清洗；
(3)将基体同冷焊机输出电极正极连接，并用夹具夹紧；
(4)在基体表面铺放钎料，然后将磨料均布于轮侧面，相邻磨粒的间距为1.5mm；
(5)将钨电极磨尖，并设定冷焊机参数，其中，脉冲电流为20A，脉冲时间为20ms；
(6)打开氩气保护装置，通气量为10L/min；
(7)将钨电极置于工件之上2mm，按动焊接开关对各个磨粒逐一点焊；
(8)移动或转动基体至合适位置，重复步骤(4)和步骤(7)，制成超硬磨料工具。
所述在基体表面铺放钎料，具体是先在基体上涂抹胶溶液，再将钎料铺放在基体上，胶溶液的制作方法是将丙烯酸酯与丙酮按1：20体积比搅拌混合。
所述将钨电极磨尖，具体是先将钨电极直径磨至1.6mm，再将其磨尖，磨尖的剖面角度约60°。
实施例2：用Cu基钎料钎焊金刚石磨头。
包括下列步骤：
(1)选用截面直径6mm、长8cm且一端磨圆的45钢作为基体，表面除去氧化皮，用1000目金相砂纸打磨其表面，并用丙酮清洗干净；
(2)选用200/300目的晶态Cu基钎料(16wt％Sn、10wt％Ti、余为Cu)和50/60目的镀Cr金刚石，将钎料和磨料分别放入丙酮进行超声波清洗；
(3)将基体同冷焊机输出电极正极连接，并用夹具夹紧；
(4)在基体表面铺放钎料，然后将磨料均布于基体磨圆端，相邻磨粒的间距为1mm，磨料覆盖长度为3cm；
(5)将钨电极磨尖，并设定冷焊机参数，其中，脉冲电流为10A，脉冲时间为10ms；
(6)打开氩气保护装置，通气量为10L/min；
(7)将钨电极置于工件之上2mm，按动焊接开关对各个磨粒逐一点焊；
(8)移动或转动基体至合适位置，重复步骤(4)和步骤(7)，制成超硬磨料工具。
所述在基体表面铺放钎料，具体是先在基体上涂抹胶溶液，再将钎料铺放在基体上，胶溶液的制作方法是将丙烯酸酯与丙酮按1：20体积比搅拌混合。
所述将钨电极磨尖，具体是先将钨电极直径磨至1.6mm，再将其磨尖，磨尖的剖面角度约60°。
实施例3：用Ni基钎料钎焊CBN磨头。
包括下列步骤：
(1)选用截面直径6mm、长8cm且一端磨圆的45钢作为基体，表面除去氧化皮，用1000目金相砂纸打磨其表面，并用丙酮清洗干净；
(2)选用200/300目的晶态Ni基钎料(7wt％Cr、2wt％B、3wt％Si、余为Ni)和60/70目的CBN，将钎料和磨料分别放入丙酮进行超声波清洗；
(3)将基体同冷焊机输出电极正极连接，并用夹具夹紧；
(4)在基体表面铺放钎料，然后将磨料均布于基体磨圆端，相邻磨粒的间距为1mm，磨料覆盖长度为3cm；
(5)将钨电极磨尖，并设定冷焊机参数，其中，脉冲电流为20A，脉冲时间为20ms；
(6)打开氩气保护装置，通气量为10L/min；
(7)将钨电极置于工件之上2mm，按动焊接开关对各个磨粒逐一点焊；
(8)移动或转动基体至合适位置，重复步骤(4)和步骤(7)，制成超硬磨料工具。
所述在基体表面铺放钎料，具体是先在基体上涂抹胶溶液，再将钎料铺放在基体上，胶溶液的制作方法是将丙烯酸酯与丙酮按1：20体积比搅拌混合。
所述将钨电极磨尖，具体是先将钨电极直径磨至1.6mm，再将其磨尖，磨尖的剖面角度约60°。
实施例4：用Cu基钎料钎焊CBN砂轮。
包括下列步骤：
(1)选用直径150mm，高8mm，内孔30mm的45钢作为基体，表面除去氧化皮，用800目金相砂纸打磨其表面，并用丙酮清洗干净；
(2)选用200/300目的晶态Cu基钎料(16wt％Sn、10wt％Ti、余为Cu)和60/70目的CBN，将钎料和磨料分别放入丙酮进行超声波清洗；
(3)将基体同冷焊机输出电极正极连接，并用夹具夹紧；
(4)在基体表面铺放钎料，然后将磨料均布于轮侧面，相邻磨粒的间距为2mm；
(5)将钨电极磨尖，并设定冷焊机参数，其中，脉冲电流为10A，脉冲时间为10ms；
(6)打开氩气保护装置，通气量为10L/min；
(7)将钨电极置于工件之上2mm，按动焊接开关对各个磨粒逐一点焊；
(8)移动或转动基体至合适位置，重复步骤(4)和步骤(7)，制成超硬磨料工具。
所述在基体表面铺放钎料，具体是先在基体上涂抹胶溶液，再将钎料铺放在基体上，胶溶液的制作方法是将丙烯酸酯与丙酮按1：20体积比搅拌混合。
所述将钨电极磨尖，具体是先将钨电极直径磨至1.6mm，再将其磨尖，磨尖的剖面角度约60°。
以上所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是，凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明的保护范围。